1、第一章 总论（6学时）掌握：1.常用的天然化学成分的提取、分离、纯化方法 溶剂提取法 提取 水蒸气蒸馏法（适用于具有挥发性的、能随水蒸气蒸馏而不被破坏、且难溶或不溶于水的成分） 升华法 溶剂法 离子交换树脂法 沉淀法分离纯化 结晶法 色谱法 超临界流体萃取 超滤法、透析法、分馏法天然药物化学成分按其生物合成途径划分：一级代谢物（糖类、蛋白质等）这类物质是每种药物都含有，是维持生物体正常生存的必需物质二级代谢物（生物碱、黄酮、皂甙等）这些物质不是每种药物都有，是生物体通过各自特殊代谢途径产生，反映科、属、种的特性物质2.溶剂提取法与水蒸气蒸馏法的原理、操作及其特点溶剂提取法根据被提取成分的性质和
2、溶剂性质石油醚或汽油（可提取油脂、蜡、叶绿素、挥发油、游离甾体及三萜化合物）三氯甲烷或乙酸乙酯（可提取游离生物碱、有机酸及黄酮、香豆素的苷元等中等极性化合物）丙酮或乙醇、甲醇（可提出苷类、生物碱盐以及鞣质等极性化合物水（可提出氨基酸、糖类、无机盐等水溶性成分）浸渍法渗漉法煎煮法提取方法回流提取法连续回流提取法超临界流体萃取法超声波提取法微波提取法溶剂极性由弱到强的顺序如下：石油醚(低沸点高沸点) 二硫化碳 四氯化碳 苯 二氯甲烷 乙醚 氯仿 醋酸乙酯 正丁醇 丙酮 乙醇 甲醇 水 乙酸选择溶剂的要点：能有效的提取成分；相似相溶，沸点适中易回收；低毒安全。水蒸气蒸馏法的原理：这类成分有挥发性，在
3、100时有一定蒸汽压，当水沸腾时，该类成分一并随水蒸汽带出，再用有机溶剂萃取，既可分离出。3. 层析方法（硅胶、聚酰胺、葡聚糖凝胶、离子交换树脂、大孔树脂法及分配层析）和两相溶剂萃取法的原理及方法。吸附剂分离原理吸附规律应用硅胶吸附原理弱酸性、极性吸附剂化合物极性越大、吸附能力强（难洗脱）溶剂极性越小，吸附力越强广泛（酸、碱及 中性成分均可）氧化铝吸附原理碱性、极性吸附剂吸附规律同上碱性、中性成分（酸性成分与铝络合）活性炭吸附原理非极性吸附剂吸附规律与与硅胶、氧化铝相反从稀水溶液中富集微量物质；脱色（脂溶性色素）聚酰胺氢键吸附（1）形成氢键的基团数目越多，则吸附力越强； （2）易形成分子内氢键
4、，其在聚酰胺上的吸附力即减弱；（3）分子中芳香化程度高，吸附力增强。（4）各种溶剂对聚酰胺的洗脱能力：水甲醇丙酮氢氧化钠液甲酰胺二甲基甲酰胺B，当通过弱碱性离子树脂柱时，哪个先洗脱？B适用于分离酸性、碱性及两性基团的分子葡聚糖凝胶分子筛原理生成的凝胶颗粒网孔大小取决于所用交联剂的数量及反应条件。只适合在水中应用，且不同规格适合分离不同分子量的物质溶剂分配法分配系数差系统分离法（先极性小的溶剂）：石油醚Et2OEtOAcEtOH水。正相正相分配柱色谱：固定相的极性流动相，极性小的先流出，适合极性大的物质。基本结构单位：C2单位(醋酸单位)：如脂肪酸、酚类、苯醌等聚酮类化合物;C5单位(异戊烯单位
5、)：如萜类、甾类等;C6单位：如香豆素、木脂素等苯丙素类化合物;氨基酸单位：如生物碱类化合物;复合单位：由上述单位复合构成;熟悉：1.天然药物化学的发展史、研究内容及其与其它课程的关系2.天然药物化学成分主要的生物合成途径和结构研究的主要程序及采用的主要方法. 生物合成途径途径生成物醋酸-丙二酸途径（AA-MA）脂肪酸类、酚类、蒽酮类等甲戊二羟酸途径（ MVA ）萜类等桂皮酸及莽草酸途径苯丙素类、香豆素类、木质素类、木脂体、黄酮类 等氨基酸途径生物碱类复合途径结构测定的程序方法纯度鉴定1、外观、颜色、形态是否均一； 2、测定各种物理常数，例熔点、沸点等3、若可能是已知物，对照品对照测定或测共熔
6、点，也可对照文献报导值（注意各种测定条件的一致性）4、薄层层析（三种展开系统和三种显色方法）5、高效液相层析推测母体结构类型、功能基情况分子量分子式的确定1、元素定量分析配合分子量测定（钠融法、质谱法）2、同位素丰度比法3、高分辨质谱（HRMS）法4、计算不饱和度U=/2 + /2 + 1波谱、化学方法推测出结构式为一价原子（如H、D、X）为三价原子（如N、P）为四价原子（如C、Si）人工合成进行确认化学方法辅助手段与特定试剂产生各种颜色或沉淀生物碱类大都能和生物碱沉淀试剂产生沉淀羟基葸醌类遇碱呈红色许多黄酮类化合物与盐酸一镁粉试剂呈色鉴别功能基的化学反应三氯化铁反应、三氯化铝反应等利用在酸水
7、或碱水中的溶解度情况（碱性功能基或酸性功能基的存在以及有无内酯、内酰胺结构）化学降解法复杂分子氧化、还原等化学反应几个结构简单、稳定的小分子化合物通过对降解产物的结构鉴定，再按降解机理合理地推导出原来可能的化学结构式特点：需用化合物量大； 反应剧烈；主要产物得率少又费时；现在较少应用，仅保留一些比较简单规律性又较强的降解反应衍生物制备-一种常用手段，对结构推定有一定意义波谱方法主要手段作用特点紫外光谱波长200400nm 之间提供基本骨架信息;样品中杂质的测定定量分析液态样品才能测定；常规紫外光谱仪价格低廉；样品用量少（只需5-10 g）红外光谱波数6004000cm -1之间，其中1600c
8、m-1以上为化合物的特征基团区，1000-500cm-1为指纹区三要素：位置、强度、峰形主要用于定性分析，功能基的确认，芳环取代类型的判断等任何气态、液态、固态样品均可测定；每种化合物都有红外吸收；常规红外光谱仪价格低廉；样品用量少（只需5-10 g）氢核磁共振（1H-NMR)谱：化学位移范围：在020 ppm三大要素：化学位移(H)、偶合常数(J)及峰面积。灵敏度高，样品用量少（1-5 mg），测试时间短碳核磁共振（13C-NMR)谱：化学位移范围：在0250 ppm要素：化学位移(C)灵敏度较低，样品用量较多（5-20 mg），测试时间长质谱用于确定分子量；求算分子式；提供其他的结构信息适
9、宜测定极性偏小和中等极性的化合物；常规质谱仪价格比较便宜，一些特殊质谱仪很昂贵；样品用量少（只需5-10 g）生色团：产生紫外吸收的不饱和基团，如C=C, C=O, O=N=O等；助色团：其本身是饱和基团（常含有杂原子），它连到生色团上时，能使后者吸收波长变长或吸收强度增加，如-OH, -NH2, -Cl等红外光谱（IR） 分子振动能级谱33003000弱吸收 烯氢、芳氢、C=N；强吸收O-H、N-H30002700旋光光谱（ORD谱）与圆二色光谱（CD谱）用于解决手性问题：立体构象、构型。饱和C-H24002100不饱和三键19001650C=O及其衍生物16801500C=C及芳香核骨架震
10、动、C=N等15001300饱和C-H面内弯曲振动1000650不饱和C-H面外弯曲振动氢核磁共振光谱化学位移(以四甲基硅烷TMS为内标物，将其化学位移定为0，测定各质子共振频率与它的相对距离，这个相对值称为化学位移）一般 1-10ppmsp3 12 sp2 68一般来说 烯氢 炔氢 烷氢环己烷Jaa 1013Hz ( =180)Jae 25Hz ( =60)Jee 25Hz ( =60)偶合常数J偕偶J=16Hz左右邻偶J=68Hz远程偶合J=13Hz芳环J邻 = 610HzJ间 = 03HzJ对 = 01Hz双键J顺 = 711 HzJ反 = 1218 Hz了解：天然化合物分子结构测定的一
11、般方法。 第二章 糖和苷（6学时）掌握：1.掌握苷键的定义和苷的结构特征、苷的分类苷类又称配糖体(glycosides)，是由糖或糖的衍生物等与另一非糖物质通过其端基碳原子联接而成的化合物。Fischer式：（C1与C5的相对构型）C1-OH与原C5或C4-OH，顺式为，反式为。Haworth式：C1-OH与C5（或C4），同侧为，异侧为。葡萄糖Glc glucose 低聚糖：根据是否含有游离的醛基或酮基可分为还原糖和非还原糖。具有游离醛基或酮基的糖称为还原糖。半乳糖Gal galactose 甘露糖Man mannose 鼠李糖Rha rhamnose 木 糖Xyl xylose 果 糖Fr
12、u fructose 阿拉伯糖Ara arabinose 苷元(配基)：非糖的物质，常见的有黄酮，蒽醌，三萜等苷类 苷键：将二者连接起来的化学键，可通过O,N,S等原子或直接通过C-C键相连。 糖(或其衍生物，如氨基糖，糖醛酸等)苷类化合物的分类：根据生物体内的存在形式：分为原生苷、次级苷。根据连接单糖基的个数：单糖苷、二糖苷、三糖苷。根据苷元连接糖基的位置数：单糖链苷、二糖链苷。根据苷元化学结构的类型：黄酮苷、蒽醌苷、生物碱苷、三萜苷。根据苷键原子的不同：氧苷、硫苷、氮苷、碳苷。 氧苷苷元与糖基通过氧原子相连天麻苷醇苷醇羟基与糖端基脱水而成的苷比较常见，如皂苷、强心苷均属此类。例：红景天苷酚
13、苷苷元的酚羟基与糖端基脱水而成的苷。较常见，如黄酮苷、蒽醌苷多属此类。例：天麻苷氰苷主要是指-羟基腈的苷例：苦杏仁苷水解生成的苷元很不稳定，很快分解成醛或酮和氢氰酸。酯苷苷元的羧基与糖端基脱水而成的苷酯苷的特点：苷键既有缩醛的性质，又有酯的性质，易为稀酸和稀碱水解。例：山慈菇苷吲哚苷指吲哚醇和糖形成的苷粗制靛蓝，民间用以外涂治疗腮腺炎，有抗病毒作用硫苷是糖的端基OH与苷元上巯基缩合而成的苷如萝卜中的萝卜苷氮苷糖的端基碳与苷元上氮原子相连的苷称氮苷是生物化学领域中的重要物质。如核苷类化合物碳苷是一类糖基和苷元直接相连的苷，在各类溶剂中溶解度均小，难于水解获得苷元。组成碳苷的苷元多为酚性化合物，如
14、黄酮、查耳酮、色酮、蒽醌和没食子酸等。尤其以黄酮碳苷最为常见Klyne法将苷和苷元的分子旋光差与组成该苷的糖的一对甲苷的分子旋光度进行比较，数值上相接近的一个便是与之有相同苷键的一个。2.掌握苷的一般性状、溶解度和旋光性溶解性味觉糖小分子极性大，水溶性好 聚合度增高 水溶性下降。单糖低聚糖甜味。多糖难溶于冷水，或溶于热水成胶体溶液。多糖无甜味（聚合度增高 甜味减小）苷亲水性（与连接糖的数目、位置有关）苷元亲脂性苷类苦（人参皂苷）、甜（甜菊苷）等旋光性及其在构型测定中的应用多数苷类呈左旋。利用旋光性 测定苷键构型（即、苷键）3.掌握苷键的酸催化水解法和酶催化水解法苷键断裂方法： 酸催化水解反应
15、乙酰解反应 碱催化水解和消除反应 酶催化水解反应 氧化开裂法（Smith降解法） 酸催化水解反应（苷键属于缩醛结构，易为稀酸催化水解）在水中溶剂化质子化反应机制：苷键原子 断键阳碳离子或半椅型的中间体 糖酸水解的规律：苷原子不同，酸水解难易顺序： C S O N（C-苷最难水解，从碱度比较亦如此）呋喃糖苷较吡喃糖苷易水解。（因五元呋喃环的颊性使各取代基处在重叠位置，形成水解中间体可使张力减小，故有利于水解）酮糖较醛糖易水解（酮糖多为呋喃结构，而且酮糖端基碳原子上有-CH2OH大基团取代，水解反应可使张力减小）吡喃糖苷中：吡喃环C5-R越大越难水解，水解速度为：五碳糖 甲基五碳糖 六碳糖 七碳糖
16、 C5上有-COOH取代时，最难水解（因诱导使苷原子电子密度降低）氨基取代的糖较-OH糖难水解，-OH糖又较去氧糖难水解。 2,6-二去氧糖 2-去氧糖 3-去氧糖 羟基糖 2-氨基糖N-苷易接受质子，但当N处于酰胺或嘧啶位置时，N-苷也难于用矿酸水解。 (吸电子共轭效应，减小了N上的电子云密度)芳香属苷较脂肪属苷易水解。如：酚苷 萜苷、甾苷（因苷元部分有供电结构，而脂肪属苷元无供电结构）苷元为小基团时：苷键横键比竖键易水解( e a )（横键易质子化） 苷元为大基团时：苷键竖键比横键易水解( a e )（苷的不稳定性促使其易水解） 酶催化水解反应（可获得原苷元）苦杏仁酶-六碳醛糖苷键纤维素酶
17、-D-葡萄糖苷键麦芽糖酶-D-葡萄糖苷键转化糖酶-果糖苷键蜗牛酶-苷键 氧化开裂法（Smith降解法）可得到原苷元（除酶解外，其它方法可能得到的是次级苷元）试剂：过碘酸(HIO4)、四氢硼钠(NaBH4)、稀酸适用于苷元不稳定的苷和碳苷的裂解 乙酰解反应常用试剂醋酐 + 酸【H2SO4、HClO4、CF3COOH或Lewis酸（ZnCl2、BF3）等】反应条件一般是在室温放置数天反应机理与酸催化水解相似，以CH3CO+(乙酰基，Ac）为进攻基团反应速率苷键邻位有电负性强的基团（如环氧基）可使反应变慢。-苷键的葡萄糖双糖的反应速率：（乙酰解易难程度） （16）（14）（13）（12）用途酰化可以
18、保护苷元上的-OH，使苷元增加亲脂性，可用于提纯和鉴定。乙酰解法可以开裂一部分苷键而保留另一部分苷键。乙酰解反应易发生糖的端基异构化。 碱催化水解和消除反应反应机理用途碱催化水解（酯苷、酚苷、烯醇苷、-吸电子基取代的苷）C1-OH与C2-OH：反式易水解，其产物为1,6-葡萄糖酐；顺式产物为正常的糖。例：4-羟基香豆素苷、水杨苷、海菲菜苷等利用水解产物可判断苷键构型消除反应（苷键的-位有吸电子基团者，使-位氢活化，在碱液中与苷键起消除反应而开裂，例：蜀黍苷）多糖还原端的单糖逐个被剥落，对非还原端则无影响。3-O-代的糖可形成3-脱氧糖酸4-O-代的糖可形成3-脱氧-2-羟甲基糖酸二个以上取代的
19、还原糖难生成糖酸 可从多糖剥落反应生成的糖酸中了解还原糖的取代方式。 糖的化学性质：原理作用Molisch反应糠醛形成反应紫环反应样品 + 浓H2SO4 + -萘酚 棕色环【丙酮、甲酸、乳酸、草酸、没食子酸、苯三酚、-萘酚和葡萄糖醛酸 以及各种醛糖衍生物均能发生molish反应。】1、鉴定单糖的存在。单糖、双糖、多糖一般都发生molish反应，但氨基糖除外。2、Molisch反应为阴性可以确定无糖的存在，如果为阳性则仅为有糖存在的可能性。过碘酸反应（过碘酸与邻二醇羟基形成五元环状酯的中间体，然后再将醇羟基氧化成羰基）作用于邻二醇、-氨基醇、-羟基醛（酮）、邻二酮和某些活性次甲基等结构反应特点：
20、反应定量进行（基本是1:1）；必须在水溶液中进行，或有水溶液；酸性或中性介质中速率：顺式 反式在异边而无扭转余地的邻二醇不反应推测糖中邻二-OH多少；同一分子式的糖，推测是吡喃糖还是呋喃糖； 推测低聚糖和多聚糖的聚合度；推测1,3连接还是1,4连接（糖与糖连接的位置）羟基反应糖的-OH反应醚化、酯化和缩醛（酮）化及硼酸络合反应反应活性：半缩醛羟基（C1-OH） 伯醇基（C6-OH） 仲醇 （伯醇因其处于末端的空间，对反应有利，因此活性高于仲醇）缩酮和缩醛化反应：酮或醛在脱水剂如矿酸、无水ZnCl2、无水CuSO4等存在下可与多元醇的二个有适当空间位置的羟基易形成环状缩酮和缩醛。酮类易与顺邻-O
21、H生成 五元环状物醛类易与1,3-双-OH生成 六元环状物应用：保护-OH硼酸络合反应：糖 + 硼酸 络合物（酸性增加、可离子化）（H3BO3是接受电子对的Lewis酸）应用：络合后，中性可变为酸性，因此可进行酸碱中和滴定；可进行离子交换法分离；可进行电泳鉴定；在混有硼砂缓冲液的硅胶薄层上层析。熟悉：1.熟悉苷类化合物的提取方法、苷类化合物的检识方法提取方法主要为溶剂法水、稀醇（单糖、低聚糖、多糖）破坏或抑制植物体内酶的方法：迅速加热干燥采集新鲜材料 冷冻保存 用沸水或醇提取先用碳酸钙绊和后再用沸水提取2.熟悉苷键的碱催化水解法和氧化开裂法3.熟悉苷类化合物中常见糖的种类、结构、色谱鉴定法、苷
22、类化合物中糖的种类和比例、糖与苷元的连接位置、糖的连接顺序及位置及苷键构型的测定方法糖链结构的测定主要解决的问题单糖的组成、糖之间的连接位置和顺序、苷键构型纯度测定超离心法、高压电泳法、凝胶柱色谱法、旋光测定法分子量的测定质谱法单糖的组成低聚糖、多糖的结构分析：单糖类型比例一般是将苷键全水解，用PC检出单糖的种类，经显色后用薄层扫描仪求得各种糖的分子比；也可用GC或HPLC对单糖定性定量；GC常以甘露醇或肌醇为内标，用已知单糖作标准。单糖绝对构型的测定GC法、HPLC法、手性柱色谱法、手性检测器法、旋光比较法单糖之间连接位置的决定将糖链全甲基化水解甲基化单糖的定性和定量（气相层析）（甲基化单糖
23、中游离-OH的部位就是连接位置）13C-NMR测定：主要归属各碳信号，以确定产生苷化位移的碳 糖链连接顺序的决定缓和水解法：将糖链水解成较小片段分析低聚糖的连接顺序质谱分析苷键构型的决定1、分子旋光差（klyne法）3、1H-NMR 2、酶催化水解方法4、红外法了解：1.了解羟基的醚化、酰化和缩酮及缩醛化反应，邻二羟基的硼酸络合反应；2.了解铅盐沉淀法、离子交换层析、凝胶过滤法和蛋白质去除法。第三章 苯丙素类 （3学时） 定义：一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成分。包括：苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香豆素、木脂素、黄酮、木质素等。生物合成途径：掌握：1.掌握香豆素基本母核的结构特征、
24、类型、性状和溶解性香豆素母核为苯骈-吡喃酮。环上常有取代基。 其中被药典收载的有秦皮、白芷、独活、前胡、菌陈、补骨脂等通常将香豆素分为四类：简单香豆素类只有苯环上有取代基的香豆素取代基：羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等7-羟香豆素香豆素类成分的母体C3、C6、C8位电负性较高，易于烷基化（其中C3位烷基化属于第四类）环合反应的形成体内过程由酶主宰反应体外实验碱性条件（OH-）呋喃环；酸性条件（H+） 吡喃环呋喃香豆素类吡喃香豆素类这一类天然产物并不多见其他类指-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。还包括二聚体和三聚体。C3、C4上常有取代基：苯基、羟基、异戊烯基等。 香豆素理化性质游离状态成苷性状结晶
25、形固体，有一定熔点粉末状大多具有香气；具有升华性质大多无香味；不能升华分子量小的有挥发性（可随水蒸汽蒸出）无挥发性UV下显蓝色荧光，碱液中荧光增强溶解性能溶于沸水，不溶或难溶冷水可溶MeOH、EtOH、CHCl3和乙醚等溶剂溶于H2O、OH-/H2O、MeOH、EtOH等难溶极性小的有机溶剂内酯的性质（重点）长时间放在碱液中 （溶于水）或紫外光照射（再酸化就不会合环）显色反应异羟肟酸铁反应（识别内酯）碱性条件下，香豆素内酯开环，并与盐酸羟胺缩合成异羟肟酸，再在酸性条件下与三价铁离子络合成盐而显红色。与酚类试剂的反应酚羟基FeCl3试剂颜色反应；若酚羟基的对位未被取代或6-位上无取代，其内酯环碱
26、化开环后，可与Gibbs试剂、Emerson试剂反应。 （蓝色） （红色）2.掌握香豆素酸碱作用下开环、闭环原理3.掌握简单香豆素的1H-NMR谱特征4.掌握木脂素的结构类型一类由苯丙素氧化聚合而成的天然产物。通常指其二聚物，少数为三聚物和四聚物。组成木脂素的单位有四种：桂皮醇桂皮酸丙烯基酚烯丙基酚二苄基丁烷类C8-C8，其他木脂素的生源前体。芳基萘类有芳基萘、芳基二氢萘、芳基四氢萘，例鬼臼毒素（抗肿瘤）联苯环辛烯类 （生物活性最强）五味子素（保肝、抗氧化）二苄基丁内酯类四氢呋喃类双四氢呋喃类熟悉：1.熟悉苯丙酸类成分的结构、性质、紫外光谱特征及生理活性苯丙酸类基本结构酚羟基取代的芳香环与丙烯酸；多具有C6-C3结构的苯丙酸类绿原酸是金银花抗菌、利胆的有效成分。实例: 丹参治疗冠心病的有效成分丹参素甲、乙和丙紫外光谱鉴定乙酸钠 紫移乙醇钠 红移2.熟悉香豆素的提取分离方法3.熟悉木脂素的理化性质游离成苷形态多呈无色晶形，新木脂素不易结晶溶解性亲脂性，难溶水，溶苯、
